6、类加载器深入解析与重要特性剖析

6.1、类加载器介绍

　　类加载器用来把类的.class文件加载到java虚拟机中。从JDK1.2版本开始，类的加载过程采用“双亲委托机制”，这种机制能更好的保证java平台的安全。在“双亲委托机制”中，各个加载器按照父子关系（实际是一种包含关系）形成了树形结构，除了java虚拟机自带的根类加载器外，其余的类加载器都有且只有一个父加载器。双亲委托机制将在下章介绍。

6.2、类加载器分类

有两种类型的类加载器：

• java虚拟机自带的类加载器
• 根类加载器（Bootstrap）
  • 该加载器没有父加载器，它负责加载虚拟机的核心类库，如java.lang.*等。根类加载器从系统属性sun.boot.class.path所指定的目录中加载类库。根类加载器的实现依赖底层操作系统，属于虚拟机实现的一部分，没有继承java.lang.ClassLoader类。
• 扩展类加载器（Extension）
  • 它的父加载器为根类加载器。它从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，或者从JDK的安装目录的jre\lib\ext子目录（扩展目录）下加载类库，如果把用户创建的jar文件放在这个目录下，也会自动由扩展类加载器加载。扩展类加载器是纯java类，是java.lang.ClassLoader类的子类。
• 系统（应用）类加载器（System）
  • 也称为应用类加载器，它的父加载器为扩展类加载器。它从环境变量classpath或者系统属性java.class.path所指定的目录中加载类，它是用户自定义的类加载器的默认父加载器。系统类加载器是纯java类，是java.lang.ClassLoader类的子类。
• 用户自定义的类加载器
• java.lang.ClassLoader的子类
• 用户可以定制类的加载方式，java提供了抽象类java.lang.ClassLoader,所有用户自定义的类加载器都应该继承该类

6.3、定义类加载器和初始化类加载器

　　定义类加载器：

　　　　如果一个类加载器能够成功加载Test类，那么这个类加载器被称为定义类加载器。

　　初始化类加载器：

　　　　所有能成功返回Class对象引用的类加载器（包括定义类加载器）都被称为初始化类加载器。

6.4、获得ClassLoader的几种途径

package com.shtec.classLoader;

/**
 * 获得ClassLoader的几种途径：
 * @author sunhao
 *
 */
public class Test02 {
    public static void main(String[] args) {
        //1、获得当前类的ClassLoader
        System.out.println("1、获得当前类的ClassLoader： " + Test02.class.getClassLoader());
        //2、获得当前线程上下文的ClassLoader
        System.out.println("2、获得当前线程上下文的ClassLoader： " + Thread.currentThread().getContextClassLoader());
        //3、获得系统或者应用的ClassLoader
        System.out.println("3、获得系统或者应用的ClassLoader： " + ClassLoader.getSystemClassLoader());
        //输出：
        /*
         *  1、获得当前类的ClassLoader： sun.misc.Launcher$AppClassLoader@73d16e93
         *    2、获得当前线程上下文的ClassLoader： sun.misc.Launcher$AppClassLoader@73d16e93
         *    3、获得系统或者应用的ClassLoader： sun.misc.Launcher$AppClassLoader@73d16e93
         */
    }
}

6.5、类的加载

　　类的加载指的是将类的class文件中的二进制数据读入到内存中，并将其放置在运行时数据区的方法区内，然后在内存中创建一个java.lang.Class对象。Class对象封装了类在方法区内的数据结构，并且向java程序员提供了访问方法区内的数据结构的接口。

6.6、类的加载时机

　　类加载器并不需要等到某个类被程序“首次主动使用”时再加载它。

　　JVM规范允许类加载器在预料某个类将要被使用时就预先加载它，如果在预先加载的过程中遇到了.class文件缺失或存在错误，类加载器必须在“程序首次主动使用”时才报告错误（LinkageError错误），如果这个类一直没有被程序主动使用，那么类加载器就不会报告错误。

　　点击查看【java程序对类主动使用的7种情况】

　　使用一个案例用来说明类的加载和类的初始化区别：

package com.shtec.classLoader;

/**
 * 使用ClassLoader类的loadClass方法加载一个类，并不是对类的主动使用，因此不会导致类的初始化
 * @author sunhao
 *
 */
public class Test01 {
    
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        ClassLoader loader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        Class<?> clazz = loader.loadClass("com.shtec.classLoader.Demo");
        System.out.println(clazz);
        //输出：
        //class com.shtec.classLoader.Demo
        
        //反射属于程序对类的“主动使用”，因此会初始化类
        clazz = Class.forName("com.shtec.classLoader.Demo");
        System.out.println(clazz);
        //输出：
        //Demo static block
        //class com.shtec.classLoader.Demo
    }

}

class Demo{
    static{
        System.out.println("Demo static block");
    }
}